文章摘要： 由于带 RISC/DSP 双内核的处理器能够完成两个单核处理器的工作，因此不存在处理器间通信的问题。利用集成内核，我们可在 DSP 与控制器上动态进行代码分组，以适应系统要求或环境的变化。这种模式不仅能够加快环境转换，而且由于无需两套外设或存储器，因此进一步降低了资源占用。此外，这种方法还提高了系统的集成度，这不仅有助于降低功耗，而且还能通过在单个设备上集成更多功能而实现成本降低、性能提高及芯片尺寸缩减等其它多种优势。 如前所述，现代 DSP 处理器本身具备一些通用特性，如配置用于 DSP 运算的专用数据路径、以DSP 为中心的运算所需的专用指令集、满足多个时序存储器存取

采用集成DSP与微处理器内核的嵌入式应用,标签：电路设计,http://www.88dzw.com

      由于带 RISC/DSP 双内核的处理器能够完成两个单核处理器的工作，因此不存在处理器间通信的问题。利用集成内核，我们可在 DSP 与控制器上动态进行代码分组，以适应系统要求或环境的变化。这种模式不仅能够加快环境转换，而且由于无需两套外设或存储器，因此进一步降低了资源占用。此外，这种方法还提高了系统的集成度，这不仅有助于降低功耗，而且还能通过在单个设备上集成更多功能而实现成本降低、性能提高及芯片尺寸缩减等其它多种优势。

      如前所述，现代 DSP 处理器本身具备一些通用特性，如配置用于 DSP 运算的专用数据路径、以DSP 为中心的运算所需的专用指令集、满足多个时序存储器存取所需的多个存储体与总线，以及DSP 的专用外设等。

      另一方面，通用处理器也在自身内核中集成了类似 DSP 的功能。我们可采用多种方法来为通用处理器添加 DSP 功能。设计人员可添加专用的单指令、多数据指令以及诸如多媒体扩展指令集 (MMX)指令等，也可为多个取操作数在现有 CPU内核（如 Hitachi SH-DSP）上集成类似于定点 DSP 处理器的数据路径及其它相关资源。与ARM 公司的 NEON 架构类似，我们还可向 CPU 添加 DSP协处理器。设计人员也可创建三内核处理器等混合架构。     

www.88dzw.com

    带有集成 DSP 功能与特性的架构

      NEON SIMD 指令能并行处理 16 个元件，这加速了媒体及 DSP 应用。有关指令与内核密切配合（如图 2 所示），这种集成技术使我们能统一查看与 ARM 内核共享的存储器的情况，从而能使用统一的指令流，明确统一的平台目标，进而加速整体应用开发进程。

      这种架构对 3G 手机等特定应用而言非常适用。就这种应用来说，DSP 数据引擎可用于视频编码等专门的处理工作，而集成了NEON DSP 功能的 ARM 内核则可用于音视频解码，RISC 处理引擎则可用于用户界面及协议栈处理等。

 

      图 2. ARM NEON 架构

      三内核架构（如图 3 所示）将类似于 MCU 的 RISC 负载／存储型架构与类似 DSP 的 Harvard 存储器架构结合在一起，地址总线均为 32 位宽。程序与数据存储器总线为 64 位宽。内核本身不包含任何存储器，不过可由设计人员定制。超标量架构包括 32 位定点数据通路、负载／存储单元及程序控制单元等。该设备每个循环能执行多达三个指令（数据通路指令、负载／存储指令以及指定回路的指令），这适合高性能DSP应用的需求。

      图 3. 三内核架构

      有关设备还支持各种 DSP 寻址模式，其中包括带前后增量的寄存器间接寻址、索引寻址、循环（自动模数）寻址及位翻转寻址等。位翻转技术对译出FFT算法的输入输出很有用，这是常见的DSP操作。此外还支持零开销硬件循环。

总之，采用集成 RISC/DSP 处理器支持实时嵌入式系统的优势在于：

• 在不影响DSP与微控制器性能的条件下，单个架构完美集成了 DSP与微控制器的功能与特性；
• 快速任务切换功能使集成内核能像虚拟处理器一样工作，并在DSP 与微控制器任务间实现快速切换，有时仅需几个时钟周期；
• 较大的片上存储器块（RAM 与 ROM）有助于提高系统性能并降低功耗；
• 集成架构无需额外的粘接逻辑便可直接控制片上外设。

上一页  [1] [2]